201i年6月第3i卷第2期 四川地质学报 Vo1.31 No.2 June.,2011
湘西金矿地质地球化学特征
陈中平
(湖南金鑫黄金集团有限责任公司,长沙410007)
摘要:通过湘西金矿的矿区地质特征、微量元素地球化学特征等研究,认为赋矿层位为冷家溪群和板溪群 马底驿组;导矿和控矿构造为东西向构造;板岩、砂质板岩和变质砂岩的主要成矿元素丰度相对较高;板岩、 砂质板岩、变质砂岩曲线具有相似趋势,说明成矿物质来源具有共同特征 关键词:地质;地球化学;特征;湘西金矿 中圈分类号:P632;P618.51 文献标识码:A 文章编号:1006—0995(20Ii)o2~0242—04 D0I:10.3969 ̄.issn.1006-0995 2011.02.0030
研究区位于湘西金矿沃溪矿区东边,西起金场湾、东至明月山,东西长约lOkm,南北宽约3km,总
面积约30km 。在综合研究前人工作的基础,分析区域地质、矿区地质等特征基础上,重点分析了该区主
成矿元素、微量元素等地球化学特征,确定成矿元素来源及相关因素,对矿山地质找矿指明了方向,为
湘西金矿危机矿山寻找后备资源具有较大的实际意义。
1区域地质特征
该区位于雪峰隆起带由北东转为东西向转折部位的南东侧。区域构造受古老的东西向基底及后期北
东向构造控制。主要的大型金、锑、钨矿床(点)分布在东西向和北东向构造带上。前寒武系地层是主
要的矿源层。
区域地层主要为古生界一套巨厚的浅变质岩系,以冷家溪群和板溪群马底驿组最为发育。这套前寒
武系老地层形成了雪峰隆起带的基底,主要分布于近东西向古佛山复式背斜的核部。古生界地层位于古
佛山复式背斜的翼部。
区域所在大地构造位置,为江南台背斜,武陵,雪峰台凸的北部,雪峰山复背斜的中段,也是雪峰
山复背斜构造带由北东向转为东西向地段。东西向的冷家溪一九岭山构造带与北东向的雪峰隆起带构成
区域性向北凸起的弧形构造。湘西金矿位于弧形构造的外侧。区域内的地质构造主要为东西向和北东向
构造带,其次为北北东向和北西向构造。
区域范围内岩浆岩不发育。位于古佛山复背斜南翼,有一个卵圆形岩株,为大神山花岗岩体,属燕
山晚期岩浆活动的产物。此外,板溪群地层巾尚可见少量煌斑岩脉呈星散状分布。
2矿区地质特征
2.1地层
2.1.1冷家溪群
冷家溪群是区内出露最老的地层,由沉积韵律特别发育的一套巨厚的碎屑岩、泥质岩和凝灰岩为主
的地层组成,普遍浅变质。冷家溪群划分为上、中、下三段:
下段为灰绿色、青灰色条带状板岩,夹少量透镜状变质粉砂岩、细砂岩和细碧质玄武岩。
中段为灰色、巨厚层变质粉砂岩夹灰色板岩。
上段为灰色板岩,条带状板岩夹厚层变质细粒石英砂岩和变质凝灰质石英砂岩。
冷家溪群经历过多次构造运动,地层褶皱强烈,构造复杂。岩层因受挤压变形,揉皱,片理发育,
变质程度较深,厚度大于8 O00m。
2.1.2板溪群
板溪群属上元古界的下部,与下伏冷家溪群的接触关系是角度不整合。研究区板溪群白下而上划分
收稿日期:2Ol0-08-1 7 作者简介:陈中平(1963一),男,湖南湘乡人,工程师,主要从事矿业开发工怍
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为马底驿组和五强溪组。区内出露的板溪群主要是马底驿组,局部为五强溪组。
马底驿组自下而上可分为三段:
第一段,以灰绿色为主的块状或巨厚层浅变质砂岩、砂砾岩和砂质板岩。
第二段,以紫红色为主的浅变质粉砂质板岩、砂质板岩、钙质板岩夹灰岩,灰岩薄层或透镜体,该
段特征明显,分布较稳定,是板溪群划分与对比的标志层。
第三段为深灰色变余层凝灰岩夹砂质板岩、条带状板岩、粉砂岩。下部夹数层黑色炭质板岩。
2.1.3震旦系
震旦系地层按岩性分为上统、下统。
震旦系下统:自下而上分为南沱砂岩组和南沱冰啧组两组。南沱砂岩组:与下伏五强溪组呈假整合
接触,厚度330m。下部为厚层状黄白色、灰白色含砾长石石英粗粒砂岩,向上过渡为中一粗粒砂岩。南
沱冰啧组:与下伏南沱砂岩组呈假整合接触,厚80m。为深灰,灰黑色泥砾岩,无层理,砾石成分复杂,
分选性差。
震旦系上统:自下而上可分为陡山沱组和灯影组两组。
陡山沱组:假整合于南沱组之上。厚60m,以黑色,碳质板岩和硅质板岩为主,底部有含黄铁矿板岩
和细砂岩,层厚0.05一lm,局部形成小的透镜状黄铁矿团块。灯影组:与陡山沱组为整合接触,厚60m
左右,为深灰色或灰黑色条带状硅质岩或燧石岩。
2.1.4白垩系
白垩系分布于研究区北部,呈北东向延伸。不整合于下伏元古界之上。
白垩系为厚层状红色砾岩,砾石成分复杂,砾径为5em左右,少量砾石的砾径为10~30em。主要为
泥砂铁质胶结。
区域上白垩系分为下统和上统。下统为一个组:洞下场组。上统分为三组:自下而上分别为小洞组,
锦江组、高村组。
2.2构造
2.2.1东西向构造
东西向构造是区域性的主干构造格架,以基底褶皱带和大断裂为主体。东西向构造还对湘西地区的
金矿化以及金、锑、钨矿床具有重要的导矿和控矿作用。
东西向构造主要为东西向褶皱带和断裂带。东西向褶皱带受到后期南北褶皱的叠加改造,成为湘西
金矿的沃溪、鱼儿山等矿体的成矿构造空间。东西向断裂带是本区域规模最大的主干断裂。它包裹荆竹
溪一冷家溪大断层、桃安一东安大断层和沃溪大断层。
东西向断裂带的活动,在沃溪矿区形成一系列层间滑动断层。层问滑动断层产于马底驿组紫红色绢
云母板岩中,断层产状为岩层产状一致,或有小角度斜交,倾向北或北东,倾角一般为25~30o。沃溪
矿区的金、锑、钨矿主要产于沿层间滑动断层充填的含矿石英脉中。
2.2.2北东向构造
北东向构造是雪峰弧形构造的主体部分,由一系列北东40o~60。的复背斜及北东向的断层组成,
北东向构造复合于区域性东西向构造之上,造成本区处于北东向构造往东西向转折的一个弧形带。
北东向构造由于活动强烈,造成了一系列倒转褶皱,并使断层带具有较强的挤压片理化带和构造蚀
变带。北东向构造所形成的透镜状石英脉,一般规模较小,脉幅为20cm左右。
北东向构造也是本区域的控矿构造。湘西金矿的金、锑、钨矿及其外围地区的矿点均与北东向构造
有关
3地球化学特征
3.1主要成矿元素特征
本区出露的主要地层为板溪群的马底驿组和冷家溪群,为灰绿色绢云母板岩、砂质条带状板岩和变
质石英砂岩,局部分布有紫红色绢云母板岩。上述地层中主要成矿元素的丰度值见表1。由表1可知,上
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述地层的主要成矿元素丰度相对较高。其中研究区内冷家溪群、板溪群马底驿组、板溪群五强溪组Au、
sb、w分别为地壳丰度的1.7倍、4.3倍、3.4倍,2.8倍、4_3倍、2.2倍,1.1倍、4.2倍、8.3倍,Au、 sb、w均高于地壳丰度;研究区内冷家溪群、板溪群马底驿组、板溪群五强溪组Au、sb、w分别为区域
的1.2倍、0.2倍、0.6倍,1.6倍、0.1倍、0.2倍,0.7倍、0.1倍、1.1倍,Au除五强溪组外大都高于区
域丰度,sb、w都低于区域丰度;研究区内冷家溪群、板溪群马底驿组、板溪群五强溪组Au、sb、w分
别为沃溪坑口的1.5倍、1倍、0.5倍,2.0倍、0.3倍、0_3倍,1.0倍、1.0倍、1.0倍,Au大于沃溪坑口
的含量,Sb、w接近或低于沃溪坑口的含量。通过以上对比研究,上述地层是成矿元素的潜在来源。
表1研究区主成矿元素含量表
地区 区域 沃溪坑口 研究区 采样点 远离矿区 矿区 研究区内
… 一 板溪群 、… 一 板溪群 一… 板溪群 地壳丰度 地层 尔偎矸 马底驿组 五强溪组 尔快矸 马底驿组 五强溪组 系 肝 马底驿组 五强溪组
样品数 52 39 15 9 l6 lO 5 l2 lO 金 0.005 0.006 0.006 0.004 0.005 0.004 0.0058 0.0098 0.004 0.0035 元素含量(10’ 锑 12.4 25.6 35.1 2.7 9.9 2.5 2.566 2.597 2.5 O.6 钨 6.6 9.7 8.3 7.7 7.4 9.1 3.714 2.374 9.1 1.1 备注 据罗献林等 据罗献林等 光谱定量分析… 据黎彤
这种差异表明在矿区内主要成矿元素是向矿床赋存部位活化迁移的。研究区的平均含量具有与沃溪
坑口相似的变化特征,这种主要成矿元素的活化迁移在研究区内应存在。
3.2微量元素
研究区各类岩石微量元素含量见表2,原始地幔标准化蛛网图见图1,由表2可见,成矿元素Au含
量从大到小为变质砂岩、砂质板岩、板岩;Sb含量从大到小为变质砂岩、砂质板岩、板岩;w含量从大
到小为板岩、砂质板岩、变质砂岩。在板岩内Au具有较大的变异系数,即Au在板岩中的含量变化范围
较大。在变质砂岩中Au的平均含量为O.139,明显高于板岩、砂质板岩中Au的含量,而且变异系数小,
含量分布相对较均匀,这可能与变质砂岩一般都与石英脉相邻位于矿化中心有关。由图1可见,板岩、
砂质板岩、变质砂岩曲线具有相似趋势,说明成矿物质来源具有共同特征。
表2各类岩石微量元素含量(1O )
岩性 板岩 砂质板岩 变质砂岩 样品数 9 7 6 元素 平均值 标准差 变异系数 平均值 标准差 变异系数 平均值 标准差 变异系数
Au 0.008 0.013 1.548 0.022 0.031 1.393 0.139 0.042 0.304 Sb 2.844 0.430 0.15l 3.120 1.773 0.568 5.482 1.574 0.287 W 3.958 0.747 0.189 3.491 1.162 0.333 2.791 1.252 0.449 Ag 0.109 0.193 1.760 0.195 0.277 1.423 0.427 0.179 0.420 Cu 78.983 72.Ol3 0.912 41.534 26.747 0.644 170.260 265.203 1.558 Pb 29.373 6.033 0.205 26.178 4.097 0.157 l26.343 132.704 1.050 Zn 80.541 26.254 0.324 84.543 3O.815 0.356 93.470 47.173 0.505 As 20.374 l2.469 0.613 20.591 9.679 0.470 3O.9l5 10.574 0.342 Bi 0.905 0.290 0.321 0.844 0.340 0.403 l_108 0.1l1 0.100 Hg 7.078 0.865 0.122 6.2lt3 1.115 0.179 4.682 1.305 0.279 Ni 31.332 5.479 0.175 30.198 l2.159 0.403 23.105 8.175 0.354 Co 10.071 3.102 0.308 10.039 4.578 0.456 10.430 1.980 0.190 № 1.954 0.248 0.I27 1.692 0.333 0.197 1.314 0.35l 0.267 B 19.094 13.461 0.705 12.323 20.17l 1.637 6.600 l1.461 1.737 Sn 4.294 1.050 o.245 3.439 0.981 0.285 2.235 1.212 0.542 La 38.870 l8.234 0.469 40.410 l2.234 0.303 l7.550 16.044 0.914
各类岩石微量元素相关系数见表3,由表3可见,成矿元素Au与元素Sb、Ag、Cu、Pb、Zn、As、
Bi、co呈正相关;成矿元素sb与元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Bi、Co呈正相关;成矿元素w与